第一章 产品简介
1.1 产品概述
涡轮流量计是一种具备温度和压力补偿功能的速度式流量计量器具 ,属于速度式流量计的一种,其工作原理为:流动流体的动力驱使涡轮叶片旋转,其旋转速度与体积流量近似成比例,通过流量计的流体体积示值是以涡轮叶轮转数为基准的。涡轮流量计由于其测量精度高,重复性和稳定性好、量程范围宽、对流量变化反应迅速、抗干扰能力强、信号便于传输等特点,广泛应用于石油、化工、电力、燃气管网、城市燃气等领域,并被广泛应用于贸易结算。
涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时,在流体的作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,同时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量,根据电磁感应原理,在线圈内将感应出脉动的电势信号,即电脉冲信号,此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。
1.2 产品特点
l 测量精度高
l 重复性和稳定性好
l 量程范围宽
l 对流量变化反应迅速
l 抗干扰能力强
l 信号便于传输
1.3 工作原理
流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性,它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量和累计量。
1.4 产品用途
广泛应用于石油、化工、电力、燃气管网、城市燃气等领域,并被广泛应用于贸易结算。
第二章 产品参数
2.1 技术指标
参数名称 | 参数内容 |
测量介质 | 液体(水、成品油、轻质原油、有机液、无机液) |
公称通径 | DN50mm~DN200mm |
公称压力 | 1.0MPA;1.6MPA;2.5MPA;4.0MPA;6.3MPA(可定制高压) |
供电电源 | 12VD~24VDC |
防护等级 | IP65 |
测量精度 | 0.01 |
工作环境 | 室温20℃,湿度65%RH |
输出信号 | 脉冲信号、4-20mA、RS485 |
2.2 产品选型
仪表口径 (mm) | 正常流量范围 (m3/h) | 扩展流量范围 (m3/h) | 标准耐压等级 (MPa) |
DN50 | 4~40 | 2~40 | 2.5 |
DN65 | 7~70 | 4~70 | 1.6 |
DN80 | 10~100 | 5~100 | 1.6 |
DN100 | 20~200 | 10~200 | 1.6 |
DN125 | 25~250 | 13~250 | 1.6 |
DN150 | 30~300 | 15~300 | 1.6 |
DN200 | 80~800 | 40~800 | 1.6 |
2.3 产品外观
第三章 安装注意事项
3.1安装位置
管道必须完全充满液体。重要的是,在任何时候,保持管道内完全充满液体,否则流量显示会受到影响,可能会导致测量误差。
避免气泡。如果有气泡进入测量管,流量显示可能会受到影响,可能会导致测量误差。
3.2 安装场所与安装要求
传感器应安装在便于维修,管道无振动、无强电磁干扰与热辐射影响的场所。
水平安装传感器要求管道不应有目测可察觉的倾斜(一般在5°以内),垂直安装传感器管道垂直度偏差亦应小于5°。在不能停流的场所,应装旁通管和可靠的截止阀,测量时要确保旁通管无泄漏。
在新铺设管道装传感器的位置先接入一段短管代替传感器,待"扫线"工作完毕,确认管道内清扫干净后,再正式接入传感器。
若流体含杂质,则应在传感器上游侧装过滤器,管道内应定期清理排放沉淀杂质;若被测液体含有气体,则应在传感器上游侧装消气器。过滤器和消气器的排污口和消气口要通向安全的场所。
传感器安装在室外时,应有避免直射阳光和防止雨淋的措施。
3.3 所需上下游直管端长度
涡轮流量计对管道内流速分布畸变及旋转流是敏感的,进入传感器应为充分发展湍流,因此要根据传感器上游侧阻流件类型配备必要的直管段或整流器,要求入口段和出口段直管段长度。
第四章 产品使用
4.1接线说明
端子 | 说明 | 用途 |
PUL+ | 频率(脉冲)输出(+) | 频率或脉冲输出 |
485A | 通讯输入(RS485A) | 通讯接口 |
485B | 通讯输入(RS485B) |
AH+ | 报警+ | 上下限报警 |
AH- | 报警- |
24V | 正极 | 供电DC24V |
GND | 负极 |
AOUT | 4-20MA输出 | 4-20MA输出 |
4.2 显示面板
仪表上电后进入自动测量状态,实现会种测量功能并显示相应的测量数据,通过操作四个面板按键,可设置和显示仪表参数。
4.3按键功能
仪表有四个按键,依次为设置键、翻页、增加键、减少键。
增加键:光标处数字加1,循环选择屏幕上行显示内容。
减少键:光标处数字减1,循环选择屏幕下行显示内容。
设置键:返回上一级菜单,功能确认,取消保存;进入设置菜单(在主界面)。
翻页键:翻页键也是选择位置键。
开机5s等待信号稳定;显示总流量其他不可操作;
开机进入显示界面
显示界面:
界面1:总流量和瞬时流量界面,上面为总流量,下面为瞬时流量;
界面2:流速
按增加键或者减少键都可切换界面
4.4密码
仪表设计有保护密码:用户输入密码1234 进入普通用户设置页面
正确按设置键进入菜单,输入错误或不输入按确认返回主界面。
4.5 仪表菜单
仪表菜单采用结构化设计方法,合理归类,层次清晰,方便操作和使用。
仪表菜单列表如下所示。
界面菜单 | 界面功能 | 说明 |
瞬时流量 P2(增加键) | M0 瞬时量程(立方米每时:m³/h) | 0~800m³/h 与4~20mA输出/频率输出关联 |
M1 阻尼时间(秒:s) | 浮点30~1默认0越大表示瞬时流量越稳定,延迟也越大 |
M2 低报警设定值(百分比:%) | 瞬时量程百分比:99~0%此设置值必须<高报警值设置 |
M3 高报警设定值(百分比:%) | 瞬时量程百分比:99~1%此设置值必须>低报警值设置 |
M4小信号切除 | 单位HZ,小于此信号强制为0 |
累计流量 P1(翻页键) | M0总流量清零 | 默认不清除,按键增加键直接清除总流量 |
M1预设累计(立方米:m³) | 重启后加入(在原来累计基础之上) |
M2满流量(立方米:m³) | 达到设定总流量值自动清零 |
工厂参数 P3(减少键) | M0管道口径 | 选择DN50、DN100、DN150....默认DN50 |
M1介质密度(千克每立方米:kg/m) | 用于体积到质量的换算默认水密度1000kg/m³ |
M2Modbus通讯地址0-99 | Modbus通讯地址0-99 默认1 |
M3Modbus波特率设置48009600115200 | Modbus波特率 默认9600 |
M4脉冲输出选择 | 选项:信号输出,当量输出,频率输出,输出关闭。 设置数字量输出方式。 信号输出:输出原始的传感器信号频率,可根据仪表系数计 算瞬时流量 见仪表系数计算公式 当量输出:直接定义输出一个脉冲代表多少流量 此选项下可以输入当量数值。 频率输出:按比例输出频率,最大频率对应满度流量此选项下可以输入最大频率(MAX),默认值 2000HZ。 输出关闭:关闭数字量输出 0-关闭1-信号输出2—当量输出3-频率输出 |
M5当量输出一个脉冲代表多少流量 | //0-1; 1-0.1; 2-0.01; 3-0.001; 4-0.000001 单位:立方米 |
M6频率输出的最大频率 | Hz(最大10k) |
M74-20ma乘法系数 | 默认4096执行此功能同时用精密电流表测量4~20mA电流输出,将读数输入仪表,电流输出相对倍数 |
M84-20ma除法系数 | 默认4096执行此功能同时用精密电流表测量4~20mA电流输出,将读数输入仪表,电流除以相对倍数 |
M94-20ma 加法系数 | 默认400执行此功能同时用精密电流表测量4~20mA电流输出,将读数输入仪表,电流0点校准 |
第五章 脉冲输出及模拟量输出计算
5.1脉冲输出及计算
脉冲输出分为频率输出、当量输出和信号输出在接线上用的是一个输出点,因此,用户不能同时选用,而只能选用其中的一种。
5.1.1频率输出:
频率输出:按比例输出频率,最大频率对应满度流量此选项下可以输入最大频率(MAX),默认值2000HZ
频率输出方式一般用于控制应用,因为它反映百分比流量,若用户用于计量应用,则应选择脉冲输出方式。
5.1.2信号输出方式:
输出原始的传感器信号频率,可根据仪表系数计算瞬时流量,当被测液体流过传感器时,在流体作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比。叶轮的转动周期地改变磁回路的磁阻值,检测线圈中的磁通随之发生周期性变化,产生频率与叶片旋转频率相同的感应电动势,经放大后,进行转换和处理。涡轮流量计的实用流量方程为:
5.1.3当量输出:
当量输出:直接定义输出一个脉冲代表多少流量此选项下可以输入当量数值。
脉冲当量输出:一个脉冲代表一个当量(立方米),可以选择当量大小;比如当量为1立方米,一个脉冲就代表1立方米流量,一秒内脉冲的数量就是一秒内流过多少立方米的流量
5.2模拟量输出及计算
模拟量电流输出内部为24V供电,在4~20mA信号制下,可模拟量电流输出对应流量的百分比流量,即:
T0=测量值/满量程值·电流量程+电流零点
对于4~20mA信号制,电流零点为 4mA。
因此,为提高输出模拟量电流的分辨率,用户应适当选择流量计的量程。流量计在出厂时,制造厂已将模拟量输出的各参数校准好。一般情况下,不需要用户再作调整。
第六章 通讯协议
6.1通信参数
参数 | 内容 |
编码 | 8位二进制 |
数据位 | 8位 |
奇偶校验位 | 无 |
停止位 | 1位 |
错误校准 | CRC冗长循环码 |
波特率 | 2400bps/4800bps/9600bps可设,出厂默认为9600bps |
6.2 数据帧格式定义
采用Modbus-RTU通讯规约,格式如下:
初始结构≥4字节的时间
地址码=1字节
功能码=1字节
数据区=N字节
错误校验=16位CRC码
结束结构≥4字节的时间
地址码:为变送器的功能指示,本变送器用到功能码0x03(读取寄存器数据),功能码0x06(写入寄存器数据)。本协议支持读取累积量流量等常用寄存器,同时也支持口径零点传感器系数等仪表常数的读取修改。同时本协议提供累积量清零功能,用于批控等控制场合。
数据区:数据区是具体地址,在通讯网络中是唯一的(出厂默认0x01)。
功能码:主机所发指令通讯数据,注意16bits数据高字节在前!
CRC码:二字节的校验码。
问询帧
地址码 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 1字节 | 1字节 |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 第一数据区 | 第二数据区 | 第N数据区 |
1字节 | 1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 2字节 |
6.3寄存器地址
寄存器 | 功能 | 说明 |
0x00 | 原始频率输出(HZ) | 只读 |
0x01 | 瞬时流量高位(m³/h) | 只读 |
0x02 | 瞬时流量低位(3位小数) | 只读 |
0x03 | 流速高位(m/h) | 只读 |
0x04 | 流速低位(3位小数) | 只读 |
0x05 | 累计流量高位(m³/h) | 只读 |
0x06 | 累计流量低位(3位小数) | 只读 |
0x13 | 小信号切除 | 读写 |
0x14 | 瞬时流量高报警值(满量程百分比) | 读写 |
0x15 | 瞬时流量低报警值(满量程百分比) | 读写 |
0x16 | 阻尼时间 | 读写 |
0x17 | 瞬时流量量程高位 | 读写 |
0x18 | 瞬时流量量程低位 | 读写 |
0x23 | 累计流量满量程高位 | 读写 |
0x24 | 累计流量满量程低位 | 读写 |
0x25 | 预设累计流量高位 | 读写 |
0x26 | 预设累计流量低位 | 读写 |
0x30 | 传感器口径 | 读写 |
0x31 | 介质密度 | 读写 |
0x32 | 电流校准乘法系数 | 读写 |
0x33 | 电流校准除法系数 | 读写 |
0x36 | 电流校准加法系数 | 读写 |
0x37 | 脉冲输出方式选择 | 读写 |
0x38 | 当量输出当量值 | 读写 |
0x39 | 频率输出最大频率 | 读写 |
0x100 | 设备ID | 读写 |
0x101 | 波特率 | 读写 |
注:无特殊说明各数值均为整数
6.4通讯协议示例以及解释
6.4.1读取设备地址0×01位置的瞬时流量值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x01 | 0x00 0x02 | 0x95 | 0xCB |
应答帧
地址码 | 功能码 | 返回有效字节数 | 瞬时流量值寄存器1 | 瞬时流量 值寄存器2 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x00 0x01 | 0xA0 0xB1 | 0xAA | 0xB3 |
瞬时流量值:
1A0B1(十六进制)1=106673=瞬时流量=1066.73m³/h
6.4.2 读取设备地址0×01位置的总累计流量值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x05 | 0x00 0x02 | 0xD4 | 0x0A |
应答帧
地址码 | 功能码 | 返回有效字节数 | 瞬时流量值寄存器1 | 瞬时流量 值寄存器2 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x00 0xC1 | 0xB0 0xF1 | 0xA6 | 0xBF |
总积累流量值
C1B0F1(十六进制)1=12693745=总积累流量=126937.45m³
第七章 产品故障
故障现象 | 故障分析 | 解决方案 |
有流量通过,仪表瞬时流量为0 | 接线错误 | 检查仪表接线 |
仪表内部参数被修改 | 按照说明检测仪表参数 |
信号采集线圈损坏,无法传输信号 | 更换信号采集线圈 |
叶轮卡死 | 检查叶轮并维修 |
仪表无流量通过,有瞬时流量显示 | 管道存在剧烈震动 | 增加减震措施 |
仪表接线是否良好接地 | 检查仪表接地状态 |
现场存在电磁干扰 | 更换安装位置 |
仪表的管道截止阀没有彻底关好 | 检查阀门 |
仪表测量值不正确 | 仪表内部参数存在问题 | 按照说明检测仪表参数 |
现场管道不符合要求,含有气体或粘度过高 | 按照说明书检查安装,注意检测介质状态 |
仪表机芯问题将仪表拆下吹动叶轮应运转 | 建议联系我司返修 |